Stirbt das Universum?

Vor ungefähr 14 Milliarden Jahren entstand mit einem alles verändernden grossen Urknall das Universum. Zumindest in diesem Punkt sind sich die Gelehrten einig. Was die Frage des endgültigen Schicksals des Universums angeht, herrscht jedoch weitaus weniger Konsens.

Vor gut einem Jahrhundert gab es kaum einen Grund, die Existenz eines statischen, unveränderlichen und in Bezug auf Alter und Ausdehnung unendlichen Universums anzuzweifeln. 1915 jedoch trug Albert Einstein seine revolutionäre Allgemeine Relativitätstheorie vor, der zufolge die Gravitation ein Resultat der Verzerrung von Raum und Zeit durch die Materie ist.

Zum ersten Mal verfügten Theoretiker über das Werkzeug, das sie für die Erforschung der Natur und des Schicksals des Kosmos brauchten. Einstein selbst hoffte, seine Gleichungen würden – in vollkommener Übereinstimmung mit den Beobachtungen – zu einem singulären Modell des Universums führen. Schliesslich konnte es nur ein Universum geben.

Aber es sollte nicht sein. Zu Einsteins grosser Enttäuschung wies seine Theorie auf eine ganze Familie möglicher Universen hin – einige von ihnen statisch, einige dynamisch, andere von unendlicher Lebensdauer und wieder andere zum Sterben verurteilt.

Schnell verwarfen Astronomen jedoch eine der theoretischen Möglichkeiten: Die Untersuchung ferner Galaxien zeigte, dass diese sich in atemberaubender Geschwindigkeit voneinander entfernen, gerade so, als sei dies die Nachwirkung einer gigantischen Explosion. Das bedeutete das Ende für die uralte Auffassung von einem statischen und unvergänglichen Universum.

Dennoch blieb ein verwirrendes Spektrum von Möglichkeiten, abhängig von der tatsächlich im Universum vorhandenen Menge von Materie. Einfach ausgedrückt: Wenn sich ausreichend Materie im Universum befindet, dann kann deren Gravitationswirkung die anfängliche Expansion verlangsamen und sogar umkehren und damit in Milliarden von Jahren einen grossen Kollaps, den sogenannten Big Crunch, verursachen. Alternativ könnte sich das Universum bis in alle Ewigkeit immer weiter ausdehnen.

Im vergangenen Jahrzehnt ist es Astronomen gelungen, zahlreiche Merkmale des Universums mit nie dagewesener Präzision zu erfassen. Eines davon ist die Dichte seiner Materie. Von ihr hängt es ab, ob die Gravitation überhaupt je einen kosmischen Kollaps verursachen wird.

Die gute Nachricht ist, dass die Gravitation anscheinend ihre Rolle im Hinblick auf das Schicksal des Universums vor ungefähr fünf Milliarden Jahren verloren hat. Seither muss eine rätselhafte Antischwerkraft, die als «Dunkle Energie» bezeichnet wird, die Kontrolle übernommen haben. Sie treibt die Expansion des Universums mit immer grösserer Geschwindigkeit voran.

Welches Schicksal also erwartet uns – oder vielmehr unsere Nachkommen – in einigen Milliarden Jahren? Nichts weniger als ein allmählicher Übergang in ewige Schwärze. Vorausgesetzt, die Menschheit verlässt die Erde rechtzeitig, bevor die Sonne in ungefähr sechs Milliarden Jahren erlischt, wird sie sich in einer sterbenden Galaxie wiederfinden, die sich immer mehr von ihren Nachbarn isoliert. Im Laufe von Dutzenden Milliarden Jahren wird die immer schneller voranschreitende kosmische Expansion eine Galaxie nach der anderen der Reichweite von Teleskopen entziehen. Dann wird das sichtbare Universum nur noch aus einer einzigen Galaxie bestehen: unserer eigenen Milchstrasse.

Es werden weiterhin neue Sterne geboren werden und leuchten, bis der gesamte Rohwasserstoff, den sie dafür benötigen, aufgebraucht ist. Das wird Billionen von Jahren dauern. Wenn erst einmal der letzte schwache Rote Zwerg erloschen ist, werden nur noch die gelegentlichen Lichtblitze aufeinanderprallender toter Sterne und explodierender Schwarzer Löcher das Dunkel erhellen, bis auch sie in mehreren Billionen von Jahren gänzlich verschwunden sein werden.

Für diejenigen, die die Aussicht, in einer toten, verlassenen Galaxie festzusitzen, deprimiert, gibt es eine Alternative. Obwohl sie sehr spekulativ ist, basiert sie auf hochmoderner Forschung, die bei der Suche nach der «Theorie von allem» ein einheitliches Verständnis der gesamten im Universum vorhandenen Materie und der auf sie einwirkenden Kräfte zu schaffen versucht.

Ein Aspekt dieser Theorie von allem führt zu der Vermutung, dass die Dunkle Energie, die die kosmische Expansion vorantreibt, vielleicht gar nicht unendlich ist. Stattdessen wäre es möglich, dass sie nach ungefähr einer Billion Jahre abklingen wird. Dann könnte das Universum von neuem in sich zusammenfallen. Schliesslich würde es in einem grossen Kollaps enden und mit gigantischer Kraft in einem neuen Urknall explodieren.

Bei diesem sogenannten Szenario eines zyklischen Universums wäre das derzeitige Universum möglicherweise nur das neuste in einer unendlichen Reihe von Universen, die einen endlosen Zyklus von Tod und Wiedergeburt durchlaufen.